電纜進線式變壓器安裝及感應耐壓試驗方法與原理分析

張海榮

摘 要：基于變電站變壓器的安裝和試驗經驗，對電纜進線式變壓器安裝質量控制和感應耐壓試驗進行研究，重點分析了電纜進線式變壓器安裝質量控制要點及感應耐壓試驗過程中遇到的問題、解決方法以及變壓器感應壓試驗方法和原理。

關鍵詞：變壓器；安裝控制；感應耐壓試驗

安裝變壓器的過程主要指標是質量控制、變壓器段間、匝間、層間的參數，所以我們安排了觀察試驗。考慮到試驗對環境的影響，日常供電變電站越來越多地采用了電纜進線式變壓器，標準化制造對成本控制也非常有利。研究電纜進線式變壓器的安裝質量控制及感應耐壓試驗具有獨特的研究價值，因為電纜進線式變壓器主要采用感應法交流耐壓試驗，不同于普通的變壓器試驗。

一、工程簡述

現在對某 220千伏變電站改建工程電纜進線式變壓器安裝及感應耐壓試驗進行記錄和分析。

變電站改造是隨著城市化供電和工業供電需求上升，在原變電站基礎上進行供電能力升級的工程。試驗中擬將原容量120 MVA的輸出變電站升級到180 MVA，采用SFSZ11-180000/220 型有載調壓變壓器，額定電勢220kV，額定容量為 l80/l80 /90 MVA，阻抗電勢 U1-2為13%、U1-3為44% 、U2-3 為 30% ，單臺變器的總油重 60. 5 t，充氮運輸重為 144. 5 t，總重228 t。

輸出的高壓端口每相電纜油倉設置“∏”型，電纜終端于“∏”型電纜油倉靠外側，主裝置連接著由多股軟銅線纜和絕緣包裝組成的引出套管，高壓電纜出線，低壓端口引出采用銅質復合絕緣電纜。變壓器高壓220/110千伏，外部采用聚氯乙烯型鋁波紋防水材料做保護。

二、安裝過程控制節點

（1）前期安裝過程和常規變壓器在方法上區別不大，可以互相參考。但是進行到后期就需要進行試驗，比如復“∏”型電纜終端制作工藝及電纜部分。注油、放油，進氣、排氣，零部件的拆除與安全防護，必要的密封性等等功能，都需要進行測試。但后面完成試驗后，進行的拆除安裝、通電連接、封閉油路、排氣進氣等等操作步驟和流程，以及注意事項，都可以參考常規變壓器的安裝過程。

（2）由于電纜在變壓器運行時的狀態是浸沒于電纜油倉中，并且變壓器箱體密封，在外部觀察看不到里面的運行狀態，無法確定接線是否出現問題。所以在變壓器上開口設置了可拆卸式接地栓，非工作狀態下接地線路由自身重力保持下垂的接地狀態，在工作狀態下內部自動斷開和地面的連接，確保電勢不受影響。因此，每次完成操作、檢查及試驗后，必須檢查接地銷是否可靠接地，確保無異物存在。

（3） 考慮到裝置在高壓下可能有尖端放電現象，需要在安裝完成后在電纜端加上保護套，同時打磨裝置中有毛刺和尖角的地方。

三、變壓器感應耐壓試驗

變壓器鐵芯的功率在正常的工作狀況下，承受能力已處于滿載狀態。因此在進行主變感應耐壓試驗的時候，不僅要進行傳統的感應耐壓和局部放電試驗，還應該設計不同方案進行變量試驗。根據需要，我們要在耐壓試驗的測試中控制變量，觀察參數變化

1、主要試驗項目

（1）裝置布置之前做好準備

電纜絕緣層的性能試驗；套管的電容和電阻以及高壓下的壽命參數；對絕緣油成分的化驗和了解以及絕緣程度的了解和記錄；電氣性能分析；檢測高壓閥門和繼電器的性能

（2）完成本體的安裝后：

分組進行連接測試； 工況中的變比設置和數據記錄； 直流電阻測試以及高壓保護電阻阻抗測試；對接端口的電勢比值；電阻吸收和損失功率測試；接地線路安全性能測試；變壓器繞組的裹在保護測試以及過載變化；正常工況下承受電勢分布試驗和放電試驗。

2、試驗設計重點和難點

電纜進線式變壓器和GIS 均為電纜進出線的特性。這和傳統變壓器有很大不同，使試驗進行有很大難度，具體難點如下：

（1）高壓側和中壓側接線端口尺寸不能容納外接線路套管，試驗過程中無法參照常規。

（2）常規測試電勢方法不適合對封閉的電纜保護用絕緣氣體進行測試，需要用其他方案獲得參數。

（3）電纜接口之間距離小，會產生“爬電現象”，因此通過外加電勢進行測試的方法測量不準。

3、 解決措施以及辦法

經各相關方協商，在保證功能、壽命和成本的前提下，重新設計施工方案和試驗方法，從而進行電纜進線式變壓器的各項試驗。

（1）在間隔的電纜終端上安裝阻斷電勢的專用套管，然后按照要求進行耐壓試驗。

（2） 在套管包裹的電纜倉內，完成變壓器電纜端口測試，按照傳統變壓站操作要求執行，比如微水測定、人造惰性氣體填充、真空形成以及氣密性檢驗等； 變壓器電纜倉內，將電纜節點取下，完成變壓器端的安裝，在真空狀態下完成油箱安裝。將低壓側的三相短路處理，對地短接高壓端口的中性點，試驗電壓選定為30 kV。

（3）不斷開高壓電源，由基本低電勢或接地電勢開始勻速地上升至超過額定電勢作為放電勢進行局部放電試驗，最大值為額定電勢的1.1倍，然后將電勢逐漸下降到最常用電勢值或者恢復到最初電勢。試驗的數據一般是反復進行3次然后取平均值，或者反復試驗直到系統達到穩定的工作狀態為止（要保證局部放電電勢和終止電勢都在正常值內穩定）。

根據放電聲音、溫度、是否有異常（絕緣油是否冒煙，人造惰性氣體是否泄露或過熱）等等指標做出分析和判斷。

4、試驗的步驟和計算分析

1、試驗原理和步驟

（1）對地短接高壓端兩相和接地中壓端兩相，拆除其中性點，實現兩個電勢輸入端口相單獨懸空。

（2）在低壓端 a 和 c 相間施加漸變電勢，可調式電勢開關置于高壓 檔，施加 17. 85千伏特的電勢于低壓端口，此時高中壓繞組接線端的電勢是出廠試驗電勢的 85% ，中性點電勢不足試驗電勢的85% 。計算數據如表 1 所示。

（3）倒換相序，重復1）、2）步后進行其他變量的測試試驗。

2、試驗方案 2 接線原理圖如圖 2 所示。

（1）斷開中性點引線，將A相接地，可靠實現兩側B/C相相單獨懸空。

（2）在低壓A、C相間接通試驗電勢，可調式電勢開關置于高壓檔，向低壓端施加 12. 77千伏特電勢，工況正常時高中壓繞組顯示應為10.85千伏特 ，中性點電勢不足10.85千伏特 ，計算數據如表 2 所示：

（3）倒換相序，重復1）、2）步后進行其他變量的測試試驗。

和感應耐壓式變壓器的試驗方法不同，電勢施加在“Δ”型繞組低壓端的電勢應低于另外兩相，剩余相及高壓端口的中性點需進行接地，其他試驗流程和參數與傳統變壓器相同。

需注意的是三相磁通的分布由于變壓器的結構設計不同而不等。

四、 結語

感應耐壓試驗能夠驗證變壓器絕緣的可靠性。電纜進線式變壓器布置結構不同于常規變壓器，安裝過程簡單和試驗更加安全，數值更加穩定，測量誤差小，解決了一系列傳統試驗的問題。

參考文獻

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